一體化短流程高效除磷脫氮污水處理系統(tǒng)及處理工藝

　　01發(fā)明創(chuàng)新點(diǎn)

　　近年來(lái)，我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理事業(yè)快速發(fā)展，而中小城鎮(zhèn)污水處理事業(yè)發(fā)展嚴(yán)重滯后，存在污水處理適用技術(shù)嚴(yán)重匱乏、工程建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)資金不足、運(yùn)行團(tuán)隊(duì)業(yè)務(wù)水平普遍低下、市場(chǎng)化運(yùn)作能力不足、系列化成套設(shè)備嚴(yán)重緊缺等一系列問(wèn)題。

　　本發(fā)明基于我國(guó)小城鎮(zhèn)進(jìn)水水質(zhì)水量波動(dòng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，設(shè)置兼具沉砂作用的進(jìn)水調(diào)節(jié)池，并考慮在冬季低溫條件下增設(shè)太陽(yáng)能水循環(huán)系統(tǒng)等加溫裝置;基于我國(guó)小城鎮(zhèn)發(fā)展水平和運(yùn)行維護(hù)方便等要求，創(chuàng)新提出立體組合平板式攔污格柵，僅通過(guò)一次水力提升，即可完成細(xì)格柵和超細(xì)格柵的過(guò)濾作用，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)柵渣的脫水;基于我國(guó)小城鎮(zhèn)的來(lái)水水質(zhì)水量波動(dòng)強(qiáng)、技術(shù)人員匱乏、運(yùn)行維護(hù)能力不足、急需裝置具備自運(yùn)行能力等情況，通過(guò)單溝道氧化溝系統(tǒng)，在其內(nèi)部設(shè)置籠式填料系統(tǒng)和兼具二沉池功能的MBR系統(tǒng)等工藝創(chuàng)新，可有效緩沖進(jìn)水水質(zhì)水量沖擊，緩解冬季低溫時(shí)的硝化能力下降影響，充分考慮膜組件故障時(shí)的連續(xù)運(yùn)行要求，確保污水處理廠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

　　02應(yīng)用領(lǐng)域和范圍

　　屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，適用于我國(guó)村鎮(zhèn)地區(qū)小規(guī)模污水處理。

　　03實(shí)施效果

　　目前，采用本專利技術(shù)研發(fā)的小規(guī)模污水處理成套裝備已在江蘇常州、天津靜海、浙江嘉興、陜西西安等地得到了工程應(yīng)用，應(yīng)用過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了以下目標(biāo)：

　　1、針對(duì)我國(guó)小城鎮(zhèn)污水水質(zhì)水量波動(dòng)性較強(qiáng)晝夜變化大的特征，采用兼具沉砂效果的進(jìn)水調(diào)節(jié)池，緩沖水質(zhì)水量波動(dòng)同時(shí)，通過(guò)曝氣旋流實(shí)現(xiàn)沉砂除砂效果，在冬季低溫條件下，可考慮太陽(yáng)能水循環(huán)系統(tǒng)等加溫措施。

　　2、采用立體組合平板式攔污格柵，細(xì)格柵和超細(xì)格柵層疊設(shè)置，中部通過(guò)法蘭連接，減少了常規(guī)格柵渠道設(shè)置的需求;格柵柵板采用孔板結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)顆粒物和纏繞物的全攔截，其中上部格柵采用5～8 mm孔板，下部格柵采用1～2 mm孔板，通過(guò)一臺(tái)設(shè)備實(shí)現(xiàn)各種類型格柵的全攔截。

　　3、采用籠式填料系統(tǒng)，填充率和設(shè)置點(diǎn)可靈活調(diào)整，并可通過(guò)預(yù)掛膜模式實(shí)現(xiàn)填料系統(tǒng)的快速啟動(dòng)，同時(shí)將懸浮填料填充在一個(gè)籠子里，減少對(duì)設(shè)備、儀表的磨損。

　　4、采用兼具二沉池功能的MBR系統(tǒng)，在膜組件故障或更換時(shí)，可按二沉池模式運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)故障下的裝置不間斷運(yùn)行目標(biāo)，膜組件底部有穿孔曝氣系統(tǒng)，按間歇模式運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)膜表面水力沖刷作用，停曝時(shí)，通過(guò)系統(tǒng)的預(yù)沉淀作用實(shí)現(xiàn)膜組件的低污泥濃度出水，減輕對(duì)膜組件的磨損，提高M(jìn)BR系統(tǒng)壽命。

　　5、小規(guī)模污水處理成套裝備集成了以上功能區(qū)模塊特點(diǎn)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，出水可達(dá)到一級(jí)A、一級(jí)B或地方排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　04產(chǎn)業(yè)化及市場(chǎng)應(yīng)用情況

　　依托國(guó)家科技支撐課題“模塊化整體式自運(yùn)行污水處理系統(tǒng)研發(fā)及集成應(yīng)用”(2014BAC20B01)，課題承擔(dān)單位中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司采用本專利技術(shù)研發(fā)了小規(guī)模污水處理成套裝備。為實(shí)現(xiàn)裝備的產(chǎn)業(yè)化、規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，課題參加單位江蘇一環(huán)集團(tuán)有限公司(大型污水處理設(shè)備制造加工企業(yè))對(duì)生產(chǎn)車間、倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行了改擴(kuò)建，購(gòu)置了相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備104臺(tái)/套，形成年產(chǎn)50臺(tái)/套的生產(chǎn)線，并制定3項(xiàng)相關(guān)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(已在相關(guān)部門(mén)備案)。

　　目前，本專利技術(shù)已成功應(yīng)用于小城鎮(zhèn)污水處理領(lǐng)域。小規(guī)模污水處理成套裝備在江蘇常州、天津靜海、浙江嘉興、陜西西安等地得到了示范應(yīng)用。結(jié)果表明，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，出水可滿足一級(jí)A、一級(jí)B或地方標(biāo)準(zhǔn)等排放要求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了污水處理裝備安裝簡(jiǎn)便、施工周期短、占地面積小、投資和運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省的目標(biāo)。

　　圖1常州模塊化裝備應(yīng)用示范

　　圖2天津靜海惠豐中村污水處理工程應(yīng)用示范

　　圖3嘉興烏橋村污水處理工程應(yīng)用示范

　　圖4陜西西安應(yīng)用示范

　　05技術(shù)優(yōu)勢(shì)

　　中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司及下屬的城市環(huán)境研究院作為國(guó)家級(jí)污水處理行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)和具有國(guó)際影響力的國(guó)家級(jí)污水處理工程技術(shù)研究中心，利用自身優(yōu)勢(shì)，將創(chuàng)新研發(fā)的污水處理技術(shù)快速實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化推廣，將新研發(fā)技術(shù)在工程實(shí)踐中不斷完善和發(fā)展，形成了一條污水處理技術(shù)產(chǎn)、學(xué)、研、用全流程開(kāi)發(fā)模式和推廣路徑，大大縮短了創(chuàng)新技術(shù)理念到實(shí)際工程化應(yīng)用的周期，有效提高了新專利技術(shù)的價(jià)值體現(xiàn)。具體聯(lián)系污水寶或參見(jiàn)http://www.yiban123.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　本發(fā)明專利技術(shù)屬于基礎(chǔ)型原創(chuàng)技術(shù)，中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司及下屬的城市環(huán)境研究院，通過(guò)與江蘇一環(huán)集團(tuán)有限公司強(qiáng)強(qiáng)合作，迅速將本發(fā)明專利技術(shù)率先應(yīng)用于江蘇常州、天津靜海、浙江嘉興、陜西西安等小規(guī)模污水處理工程。通過(guò)本專利技術(shù)的應(yīng)用，有效改善了污水直排導(dǎo)致的環(huán)境問(wèn)題，提高了村鎮(zhèn)居民生活質(zhì)量，得到了用戶單位的普遍認(rèn)可和高度評(píng)價(jià)，為本專利技術(shù)的廣泛推廣應(yīng)用積累了工程案例推廣和工程實(shí)施經(jīng)驗(yàn)。

　　本專利技術(shù)通過(guò)創(chuàng)新提出兼具沉砂功能的調(diào)節(jié)池、立體組合平板式攔污格柵、配套籠式填料系統(tǒng)和兼具二沉池功能的MBR系統(tǒng)等新理念、新工藝，在生物系統(tǒng)總停留時(shí)間不足8小時(shí)的情況下，實(shí)現(xiàn)了出水一級(jí)A達(dá)標(biāo)排放，同時(shí)使污水處理系統(tǒng)占地面積減小20%以上，并相應(yīng)減少了動(dòng)力能耗。

　　06專利運(yùn)用及保護(hù)

　　本發(fā)明專利是基礎(chǔ)型原始創(chuàng)新技術(shù)，為加強(qiáng)專利的管理和保護(hù)，中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司及下屬城市環(huán)境研究院制定了嚴(yán)格的專利技術(shù)管理制度，對(duì)專利申請(qǐng)、維護(hù)、使用和保護(hù)等作出了嚴(yán)格的規(guī)定，公司指定專人負(fù)責(zé)專利管理和維護(hù)工作，并授權(quán)公司法律顧問(wèn)負(fù)責(zé)指導(dǎo)、監(jiān)督和維護(hù)專利實(shí)施，以及專利維權(quán)等工作。

　　07效益分析

　　與傳統(tǒng)氧化溝、A2/O、接觸氧化等常規(guī)污水處理工藝相比，一體化短流程高效除磷脫氮污水處理系統(tǒng)及處理工藝綜合了氧化溝和A2/O工藝特點(diǎn)，抗沖擊能力強(qiáng)，總體停留時(shí)間節(jié)省1/5～1/4，占地節(jié)省20%以上，工程造價(jià)節(jié)省20%～40%，系統(tǒng)出水達(dá)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)條件下，運(yùn)行成本降低20%以上，可實(shí)現(xiàn)較好的經(jīng)濟(jì)效益。

　　通過(guò)應(yīng)用本專利技術(shù)的小規(guī)模污水處理成套裝備在我國(guó)村鎮(zhèn)地區(qū)的推廣應(yīng)用，可有效改善農(nóng)村污水直排河道的問(wèn)題，促進(jìn)農(nóng)村水環(huán)境質(zhì)量提升，有利于提高居民生活質(zhì)量，滿足居民日益增長(zhǎng)的美好生活需求，從而實(shí)現(xiàn)良好的環(huán)境和社會(huì)效益。

　　08應(yīng)用前景

　　隨著我國(guó)城市級(jí)污水處理設(shè)施覆蓋率的幾近飽和，縣級(jí)地區(qū)污水處理設(shè)施覆蓋面的大大提高，生活污水處理的重點(diǎn)開(kāi)始轉(zhuǎn)向鎮(zhèn)鄉(xiāng)村地區(qū)。2012年，我國(guó)村鎮(zhèn)污水處理率僅為8%，而當(dāng)時(shí)城鎮(zhèn)污水處理率達(dá)87%。隨著我國(guó)生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)力度的加大，村鎮(zhèn)污染治理力度也在不斷加強(qiáng)，生態(tài)環(huán)境部、財(cái)政部、住建部都在積極推進(jìn)農(nóng)村環(huán)境綜合整治。據(jù)研究估算，2035年我國(guó)農(nóng)村生活污水處理市場(chǎng)規(guī)模將超2000億元，萬(wàn)噸級(jí)特別是千噸級(jí)以下的污水處理設(shè)施有巨大需求。

　　針對(duì)此市場(chǎng)需求，采用本專利技術(shù)研發(fā)的小規(guī)模污水處理成套裝備，不同于此前已有的應(yīng)用于單戶或幾戶人家的分散式處理設(shè)備，而是目前市場(chǎng)上較缺乏的處理量在50～5000m3/d的成套設(shè)備，并形成了規(guī)范的一體化或模塊化的設(shè)施建造模式，適用于鎮(zhèn)鄉(xiāng)村及獨(dú)立片區(qū)等“小集中、大分散”區(qū)域生活污水的處理與利用，符合“小城鎮(zhèn)、大戰(zhàn)略”和“扎實(shí)推進(jìn)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)”的國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略需求。

　　該成套裝備能夠有效應(yīng)對(duì)我國(guó)村鎮(zhèn)地區(qū)污水水質(zhì)水量波動(dòng)大、運(yùn)行維護(hù)專業(yè)人員缺乏等問(wèn)題，無(wú)需投加化學(xué)藥劑，可保證出水水質(zhì)達(dá)到一級(jí)或地方排放標(biāo)準(zhǔn)，占地面積小，安裝簡(jiǎn)便，大大降低了建設(shè)運(yùn)行費(fèi)用，緩解了村鎮(zhèn)地區(qū)污水處理設(shè)施運(yùn)行資金壓力。不僅可有效改善我國(guó)農(nóng)村地區(qū)水環(huán)境質(zhì)量，還有利于促進(jìn)全社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，在當(dāng)前和未來(lái)我國(guó)村鎮(zhèn)地區(qū)污水處理、節(jié)能降耗要求逐步規(guī)范和嚴(yán)格的背景下，本專利具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。

　　09獲獎(jiǎng)情況

　　作為國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題“模塊化整體式自運(yùn)行污水處理系統(tǒng)研發(fā)及集成應(yīng)用”的重要研究成果，獲2018年度中國(guó)建設(shè)科技集團(tuán)股份有限公司科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。(來(lái)源：中國(guó)給水排水 作者：孫永利)